北京
在生物医学和农业生物技术领域，猪多能干细胞和基因编辑技术正成为推动科学进步的关键力量。中国农业大学生物学院在过去40年中，通过不懈的探索和创新，在这一领域取得了令人瞩目的成就。近日，生物学院吴森和韩建永教授团队在《科学通报》上发表了题为“猪多能干细胞与基因编辑技术创新及应用”的综述文章，系统总结了该团队在猪多能干细胞和基因编辑技术领域的研究进展，揭示了这些技术在动物育种和疾病模型构建中的巨大潜力。
猪多能干细胞包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞，因其在自我更新和多向分化方面的强大能力，成为研究胚胎发育、疾病模型构建和细胞治疗的重要工具。中国农业大学生物学院韩建永教授团队在猪多能干细胞的多能性调控和建系技术方面取得了显著进展。该团队开发了适用于家畜多能干细胞的3iLAF培养体系，成功建立了稳定的猪胚胎干细胞系和不依赖外源基因的猪诱导多能干细胞系。这些成果不仅为猪多能干细胞的基因组稳定性和长期培养提供了保障，还为后续的基因编辑和疾病模型构建奠定了基础。
在应用方面，猪多能干细胞展现了广阔的应用前景。例如，将猪多能干细胞诱导分化为精原干细胞样细胞，可以为家畜育种提供新资源；将猪胚胎干细胞诱导分化为肌肉和脂肪组织，可以为解决畜牧业可持续发展和食品安全问题提供新途径；此外，猪胚胎干细胞还在育种中发挥了核心作用，其可耐受多次连续基因编辑，可以作为核移植的供体细胞，成功生产成活的胚胎干细胞来源的多基因编辑克隆仔猪，为实现快速遗传改良和濒危物种保护提供新思路。
基因编辑技术：畜牧育种与人类疾病模型构建的关键
基因编辑技术的发展为生物医学研究带来了革命性的变化，中国农业大学生物学院在基因编辑技术的优化和应用方面取得了多项突破性成果。吴森教授团队利用锌指核酸酶和CRISPR/Cas9系统等编辑工具，成功开发了一系列模拟人类疾病的模型猪。这些模型涵盖了从代谢性疾病到遗传性疾病的多种病理状态，为研究人类疾病机制和开发新型治疗方法提供了宝贵的实验平台。值得一提的是，该团队不仅在传统的CRISPR系统基础上实现了优化，还开发了哺乳动物CRISPR文库的筛选方法、HIT-trapping系统、MITI-Cas12a系统和高效率、低脱靶的Dvu型I-C CRISPR系统，创新性地引入了超小型TnpB编辑器，进一步扩展该编辑器的应用场景。这些技术的创新不仅为疾病模型构建、抗病育种和再生医学提供了强大的技术支持，也为基因编辑技术的未来发展奠定了坚实基础。
未来展望：为家畜育种和人类健康做出更大贡献
尽管中国农业大学生物学院在猪多能干细胞和基因编辑技术领域取得了显著进展，但仍面临诸多挑战。例如，基因编辑技术的精确性和效率仍有待进一步提高，多能干细胞的长期培养的稳定性也需要更深入的研究。未来，中国农业大学生物学院将继续致力于开发新的基因编辑工具，优化培养条件，探索基因编辑技术在农业生物技术中的广泛应用。通过这些努力，学院期望为人类健康和农业生产带来实质性的改善，推动生物医学和农业科学的进一步发展。
中国农业大学生物学院在猪多能干细胞和基因编辑技术领域的研究成果，不仅展现了我国在农业生物技术领域的强大实力，也为生物医学研究提供了新的思路和方法。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，我们有理由相信，这些创新技术将在未来为人类健康和农业可持续发展做出更大的贡献。
中国农业大学生物学院郅明雷、高菲为该论文第一作者，韩建永教授、吴森教授为该论文的共同通讯作者。中国农业大学生物学院杜旭光教授、博士研究生陈心泽、张孟乔、梁楚悦也为此文章做出了重要贡献。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、博士后创新人才支持计划、中国博士后科学基金面上项目、畜禽生物育种全国重点实验室自主研究课题、拼多多-中国农业大学研究基金资助科研项目的支持。
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